CRISPR基于sgRNA與基因組序列互補定位到靶位點,不論哪種CRISPR系統(tǒng),都存在sgRNA序列不完全匹配但能夠結(jié)合基因組的脫靶現(xiàn)象,CRISPR定位到脫靶位點引發(fā)序列改變就屬于第二類風險。CRISPR技術(shù)誕生剛過10年,期間迅速取代TALEN和ZFN,成為學(xué)術(shù)界通用的基因編輯技術(shù),也徹底改變了我們的生物學(xué)研究方法。為提高CRISPR技術(shù)的安全性,特別是往臨床應(yīng)用發(fā)展時的安全性問題,研究者們一直以提高靶位點的編輯效率和準確性,同時降低脫靶位點編輯發(fā)生概率為目標,來優(yōu)化CRISPR技術(shù)。另一方面,研究者們也開發(fā)了大量檢測方法,用于檢測CRISPR的靶向風險和脫靶風險,用于早期sgRNA序列的篩選,以期望獲得一個較為安全的sgRNA。預(yù)算允許的情況下,通過全基因組測序的方法進行全基因組序列的分析和比對更精細,如基于NGS的iGUIDE方法。溫州種子基因脫靶檢測評估
CIRCLE-seq原理。細胞內(nèi)檢測方法由于提純的基因組已經(jīng)消化去除了組蛋白,結(jié)構(gòu)較細胞內(nèi)的染色質(zhì)更為松散,理論上容易找到更多的脫靶位點。為捕獲CRISPR在細胞內(nèi)工作時真實發(fā)生的脫靶切割,研究者們也設(shè)計了一些細胞內(nèi)的脫靶位點檢測方法。1) Guide-seqCRISPR造成DNA雙鏈斷裂后,由于DNA修復(fù)機制的存在,斷裂處很快就會重新連接,這時候提純基因組DNA很難保留CRISPR造成的DNA斷裂位點。所以為了記錄細胞內(nèi)真實的CRISPR脫靶切割,研究者們設(shè)計了Guide-seq[10],利用NHEJ的DNA修復(fù)機制,將一段雙鏈短核苷酸序列(dsODN)連接到CRISPR造成的DNA雙鏈斷裂處,相當于連接了一輪接頭,然后再正常打斷基因組,在另一側(cè)連接第二輪接頭。通過這種方式構(gòu)建的文庫,就可以獲取脫靶位點一側(cè)的序列。雖然每次CRIPSR導(dǎo)致的DNA雙鏈斷裂并不一定都會連接dsODN,但反過來說,越容易連接dsODN的位點,其發(fā)生脫靶切割的概率越高。通過Guide-seq找到的脫靶位點偏少,但一般都是可信度較高的脫靶位點,Guide-seq也是目前比較公認的一種脫靶檢測方法。連云港育種脫靶檢測企業(yè)脫靶檢測評估,推薦唯可生物,實驗實力強,專業(yè)性高,檢測效率高,結(jié)果準確率高。
gRNA的長度和錯配: 17個核苷酸長度的gRNA顯示出更高的基因組編輯效率。相比之下,18-20 bp的長度顯示出較低的基因組編輯效率。在人類細胞中減少潛在脫靶效應(yīng)的指導(dǎo)方針:1) 應(yīng)避免在PAM的7-10 bp范圍內(nèi)靶序列有超過3個錯配;2) 在PAM的12 bp內(nèi),應(yīng)避免sgRNA 凸起以減少脫靶效應(yīng)。gRNA的化學(xué)修飾:在gRNA核糖磷酸骨架中加入2?-O-甲基-3?-膦?;宜狨?dǎo)致位點特異性修飾,使脫靶切割減少40-120倍,同時保持靶向性能。gRNA上游5'發(fā)夾結(jié)構(gòu)的修飾可以提高Cas9和Cas12的特異性,降低脫靶效應(yīng)。
自基因zhiliao出現(xiàn)之日起,安全性問題就隨之產(chǎn)生了,并成為阻礙基因zhiliao研發(fā)的一大障礙,吳寧博士認為:“基因zhiliao產(chǎn)品的研發(fā)和上市,安全性會將是一個非常重要考量。如果一款產(chǎn)品它安全性有問題的話,在市場化道路上就會受到很大影響。尤其是基因zhiliao,目前處于起始階段,一旦出現(xiàn)不良事件,很有可能對整個行業(yè)都會產(chǎn)生致命打擊。具體說來,基因zhiliao的安全性問題主要涉及基因插入突變、脫靶、生物分布和持久性、潛伏再jihuo以及潛在免疫原性等?!泵摪星懈钗稽c已在基因編輯技術(shù),CRISPR / Cas9,ZFNs和TALEN。
但是由于CHIP-seq實驗本身的難度較高,DISCOVER-seq這類方法的接受度并不高。3. 其他特殊方法CRISPR技術(shù)經(jīng)過這么多年的發(fā)展,其應(yīng)用已經(jīng)不局限于造成DNA雙鏈斷裂,一些不要切割DNA雙鏈的CRISPR衍生技術(shù)(如堿基編輯、先導(dǎo)編輯和CRISPRi/a),可以在不引發(fā)隨機突變的情況下,對基因組進行精細編輯或者調(diào)控。這些技術(shù)所使用nCas9或dCas9只結(jié)合或者切割雙鏈中的一條鏈,之前的脫靶檢測方法都不能直接適用。這些CRISPR衍生技術(shù)中,CRISPR產(chǎn)生的脫靶可以被細分為兩個部分,其一是Cas9/sgRNA結(jié)合DNA導(dǎo)致的脫靶,這部分信息使用同樣序列的sgRNA進行野生型Cas9脫靶位點檢測能夠間接得到內(nèi)基因編輯技術(shù)可能造成的脫靶效應(yīng),建立了一種被命名為GOTI。深圳種子基因脫靶檢測政策
內(nèi)基因編輯技術(shù)可能造成的脫靶效應(yīng)。溫州種子基因脫靶檢測評估
通常不需要進行標準的遺傳毒性組合試驗,但應(yīng)根據(jù)基因zhiliao產(chǎn)品的特點、產(chǎn)品的具體適應(yīng)癥、載體的已有信息、導(dǎo)入基因序列結(jié)構(gòu)等,評估基因zhiliao產(chǎn)品整合進基因組的可能性,判斷是否需要開展另外的遺傳毒性研究,如研究基因組修飾的發(fā)生情況,并檢測隨后可能發(fā)生的異常細胞行為;評估插入突變(插入位點、插入拷貝數(shù)等)引起的遺傳毒性風險。當基因zhiliao產(chǎn)品采用基因編輯或轉(zhuǎn)座子技術(shù)時,需要關(guān)注脫靶編輯、轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座印跡引起的遺傳毒性問題;鑒定/表征基因組整合位點。溫州種子基因脫靶檢測評估